1. Memahami struktur atom, sifat-sifat periodik unsur, dan ikatan kimia Kompetensi Dasar
1.2. Membandingkan proses pembentukan ikatan ion, ikatan kovalen, ikatan koordinasi, dan ikatan logam serta hubungannya dengan sifat fisika senyawa yang terbentuk Anda akan melakukan kegiatan-kegiatan berikut.
Menentukan unsur yang dapat melepaskan elektron atau menerima elektron untuk mencapai kestabilan dalam diskusi kelompok
Menggambarkan susunan elektron valensi Lewis melalui diskusi kelas.
Membandingkan proses pembentukan ikatan ion dan ikatan kovalen dalam diskusi kelas
Mendikusikan proses terbentuknya ikatan kovalen koordinat dari beberapa contoh senyawa sederhana.
Merancang dan melakukan percobaan untuk menyelidiki kepolaran senyawa di laboratorium.
Mengindentifikasi sifat fisik logam dan menghubungkannya dengan proses pembentukan ikatan logam dalam diskusi kelompok di laboratorium.
Akhirnya Anda akan mampu :
Menjelaskan kecenderungan suatu unsur untuk mencapai kestabilannya.
Menggambarkan susunan elektron valensi atom gas mulia (duplet dan okted) dan elektron valensi bukan gas mulia (struktur Lewis).
Menjelaskan proses terbentuknya ikatan ion.
Menjelaskan proses terbentuknya ikatan kovalen tunggal, rangkap dua, dan rangkap tiga.
Menjelaskan proses terbentuknya ikatan koordinasi pada beberapa senyawa.
Menyelidiki kepolaran beberapa senyawa dan hubungannya dengan keelektronegatifan
melalui percobaan.
Mendeskripsikan proses pembentukan ikatan logam dan hubungannya dengan sifat fisik logam.
Menghubungkan sifat fisis materi dengan jenis ikatannya. Ringkasan Materi
A. Kestabilan Unsur-Unsur
Unsur-unsur di alam cendrung stabil. Kestabilan unsur bisa diperoleh jika jumlah elektron pada kulit
terluarnya (elektron valensi) sama dengan jumlah yang dimiliki gas mulia (golongan VIIIA), yaitu 2
elektron (duplet) dan 8 elektron (oktet). Seperti pada tabel di bawah ini : Tabel Konfigurasi Elektron Gas Mulia
Unsur Nomor Atom Konfigurasi Elektron
He Ne Ar Kr Xe Rn 2 10 18 36 54 86 2 2. 8 2. 8. 8 2. 8. 18. 8 2. 8. 18. 18. 8 2. 8. 18. 32. 18. 8
Kita tahu bahwa gas mulia adalah merupakan unsur yang paling tidak reaktif (kestabilan tinggi).
Agar seperti gas mulia, maka unsur-unsur bekerja sama dengan yang lain sehingga terjadi gaya
tarik menarik antar atom. Gaya tarik menarik antar atom dalam suatu zat itulah yang dinamakan Ikatan Kimia.
Ada tiga cara suatu atom untuk mencapai kestabilan (seperti gas mulia), yaitu:
1. Dengan cara melepaskan elektron, sehingga bermuatan positif sebesar sejumlah elektron
Contoh : 12Mg → 12Mg2+ + 2e
Kalau kita perhatikan dari struktur elektronnya : 12Mg : 2. 8. 2 (tidak stabil)
12Mg : 2. 8 (stabil seperti Ne)
2. Dengan cara menarik elektron, sehingga terjadi ion bermuatan negatif sebesar jumlah
elektron yang diterimanya (menurut Albrecht Kossel). Contoh : 9F + e- → F
Kalau kita lihat dari struktur elektronnya : 9F : 2. 7 (tidak stabil)
9F : 2. 8 (stabil seperti Ne)
3. Dengan cara menggunakan pasangan elektron bersama.
Ada dua macam pasangan elektron yang digunakan bersama (menurut Lewis) : a. Masing-masing atom yang berkaitan menyumbangkan satu elektron.
b. Pasangan elektron yang dipakai bersama hanya berasal dari salah satu atom saja.
Cara yang ketiga ini akan dijelaskan lebih rinci di dalam ikatan kovalen.
B. Lambang Lewis
G.N. Lewis telah memperkenalkan suatu metode yang simpel, tetapi dapat digunakan untuk
menjelaskan cara penyusunan elektron valensi dalam molekul. Metode ini menggunakan titik (.)
atau silang (x) untuk menggambarkan jumlah elektron valensi. Lewis menggambarkan suatu
unsur terdiri atas lambang unsur dikelilingi oleh sejumlah titik atau silang yang melambangkan
elektron yang mengelilingi inti atomnya. Contoh : Nax ; xMgx ; xAlxx dan lain-lain
Lambang Lewis digunakan untuk menjelaskan ikatan kimia antaraatom, terutama ikatan
kovalen.
Meskipun demikian, lambang Lewis juga dapat digunakan untuk menggambarkan ikatan ion.
C. Ikatan Ion dan Ikatan Kovalen
Atas dasar cara-cara untuk mencapai keadaan stabil di atas, maka dikenal ada dua jenis ikatan
yang utama yaitu ikatan ion dan ikatan kovalen. 1. Ikatan Ion
Ikatan ion atau ikatan heteropolar (elektrovalen) adalah ikatan kimia yang terjadi dari ion
positif dan ion negatif yang saling berikatan atau ikatan antara logam dan nonlogam.
Terjadinya ikatan ion jika atom suatu unsur melepaskan elektron valensinya (lalu berubah
menjadi ion positif) dan atom unsur lain mengikat elektron tersebut (berubah menjadi ion
negatif), maka kedua ion yang terjadi berikatan dengan gaya coulomb (elektrostatik).
Contoh Soal :
Ikatan yang ada di dalam garam dapur (NaCl)
Garam dapur dibentuk dari atom natrium dan atom klorin. Natrium akan mempunyai
konfigurasi seperti gas mulia jika melepaskan satu elektron, sedangkan klorin akan mempunyai konfigurasi seperti gas mulia jika menangkap satu elektron. Oleh karena itu,
kedua atom membentuk ion positif dan ion negatif. Secara sederhana, pembentukan ikatan
dijelaskan sebagai berikut :
11Na(2. 8. 1) → 11Na+ (2. 8) + e
17Cl (2. 8. 7) + e- → 17Cl- (2. 8. 8) _____________________________________ Na+ + Cl- → NaCl (Natrium Klorida)
Lambang Lewis pembentukan NaCl adalah sebagai berikut: Nax + Cl → Na+[ Cl ]- → NaCl
Atau dapat juga dijelaskan dengan diagram model atom ;
Sifat dan ciri senyawa ion antara lain :
1). Karena ikatan antara ion-ion sangat kuat, maka :
a. Umumnya senyawa ion berupa zat padat berbentuk kristal dengan titik lebur yang
tinggi.
b. Dalam keadaan cair atau larutan dapat menghantarkan listrik.
2). Molekul senyawa ion selalu terdiri atas atom logam dengan satu atau lebih nonlogam,
kecuali pada senyawa-senyawa ammonium (NH4+). 2. Ikatan Kovalen
Ikatan kovalen adalah ikatan antara dua atau lebih atom unsur yang sejenis atau berbeda
didasarkan pada pemakaian elektron valensi bersama, sehingga masing-masing atom
memiliki susunan elektron stabil seperti gas mulia (duplet atau oktet). a. Ikatan Tunggal
Ikatan kovalen tunggal melibatkan sepasang elektron yang digunakan bersama-sama.
Contoh :
1). Pembentukan molekul H2
Pembentukan ikatan kovalen pada molekul H2 terbentuk dari dua buah atom H.
Setiap atom H memiliki 1 elektron. Untuk mencapai konfigurasi seperti gas mulia
(He), atom H memerlukan 1 elektron. Karena mempunyai daya tarik elektron sama,
antara kedua atom H tidak mungkin terjadi serah terima elektron. Oleh karena itu,
kedua atom memasangkan elektronnya. Masing-masing atom H menyumbang 1
elektron untuk dijadikan milik bersama. Sepasang elektron itu ditarik oleh kedua
inti atom hidrogen hingga kedua atom berikatan.
Secara sederhana, pembentukan ikatan kovalen pada molekul H2 dapat digambarkan
H0 + xH → H 0x H
Penulisan itu dapat disederhanakan dengan mengganti sepasang elektron yang
digunakan untuk berikatan dengan sepotong garis dan menghilangkan semua
elektron yang tidak digunakan untuk berikatan. Rumus Lewis yang sudah disederhanakan itu disebut rumus bangun atau rumus struktur.
Rumus strukturnya : H – H Rumus kimianya : H2
2). Pembentukan molekul HCl
Atom 1H mempunyai 1 elektron valensi. Atom 17Cl mempunyai konfigurasi elektron
2.8.7. Berarti baik atom H maupun Cl memerlukan 1 elektron lagi untuk mencapai
susunan elektron stabil. Kedua atom ini saling meminjamkan 1 elektron valensinya. Rumus Lewis : xx xx H0 + xClxx → H 0x Clxx xx xx Rumus struktur : H – Cl Rumus kimia : HCl
b. Ikatan Rangkap Dua
Ikatan rangkap dua melibatkan dua pasang elektron yang dipakai bersama oleh dua
atom.
Contoh : Pembentukan molekul O2
Pembentukan molekul O2 dari atom-atom O. Atom 8O mempunyai konfigurasi elektron
2.6. Untuk mencapai susunan elektron stabil atom O memerlukan 2 elektron lagi.
Sehingga atom-atom saling meminjamkan 2 elektron valensinya. Rumus Lewis : xx 00 xx 00 Oxx + 00O → O xx 00 O xx 00 xx 00 Rumus struktur : O = O Rumus kimia : O2 c. Ikatan Rangkap Tiga
Ikatan rangkap tiga melibatkan tiga pasang elektron yang dipakai bersama oleh dua
atom.
Contoh : Pembentukan molekul N2.
Pembentukan molekul N2 dari atom-atom N. Atom 7N mempunyai konfigurasi 2. 5. Untuk
mencapai susunan elektron stabil atom N memerlukan 3 elektron lagi. Maka atom-atom
N saling meminjamkan 3 elektron valensinya. x 0 Nxxx + 000N → xxN x0 N00 x 0 Rumus struktur : N≡N Rumus kimia : N2
d. Ikatan Kovalen Koordinasi
Ikatan kovalen koordianasi adalh ikatan kovalen dimana pasangan elektron yang
digunakan bersama berasal dari salah satu atom.
Contoh : Pembentukan ion NH4+ dari NH3 dan ion H+ yang tidak memiliki elektron.
Molekul NH3 dengan rumus Lewis : H
0x
H xo N 00
0x
H
Molekul NH3 seperti pada rumus Lewis di atas, mempunyai sepasang elektron yang tidak
digunakan (elektron sunyi). Maka molekul NH3 dapat mengikat ion H+. H H
0x 0x
H xo N 00 + H+ → H xo N oo H 0x ox
H H
Untuk membedakan ikatan kovalen biasa dengan ikatan kovalen koordinasi, maka
pasangan elektron koordinasi digambarkan dengan anak panah dari arah yang memberikan pasangan elektron.
Rumus strukturnya :
H H N → H H
D. Kepolaran Ikatan
Suatu ikatan kovalen disebut polar, jika pasangan electron ikatan tertarik lebih kuat ke salah satu atom. Contoh : Molekul HCl oo H xo Cl oo oo
Pasangan elektron milik bersama akan lebih dekat pada atom Cl, karena Cl mempunyai daya
tarik elektron yang lebih besar dari pada H. Sehingga pada ikatan H-Cl terjadi polarisasi.
Suatu ikatan disebut nonpolar, jika pasangan elektron ikatan tertarik sama kuat ke semua
Contoh : Molekul H2
H xo H
Kepolaran disebabkan oleh perbedaan keelektronegatifan antara atom yang berikatan.
E. Ikatan Logam
Semua sifat logam dapat dipahami dengan cara melihat ikatan antar atom logam. Atom logam
dapat dibayangkan seperti kelereng yang terjejal dalam sebuah kotak yang saling bersentuhan
satu sama lain. Karena tiap atom logam mempunyai kulit elektron yang belum terisi penuh,
elektron valensi dapat bergerak dengan bebas dan dapt berpindah dari satu kulit atom ke kulit
atom yang lainnya. Dengan kata lain, elektron valensi tesebar membaur dengan awan elektron
yang menyelimuti semua logam. Oleh karena itu, semua logam dapat dibayangkan sebagai
ion positif yang diselimuti awan elektron. TIPS
Jika molekul hanya mengandung dua atom :
Jika kedua atom sejenis, maka ikatan bersifat non polar. Contoh : H2; Cl2; Br2.
Jika kedua atom tidak sejenis, maka ikatan bersifat polar. Contoh : HCl; HBr.
Jika molekul mengandung tiga atau lebih atom, maka yang menentukan adalah pasangan elektron bebas yang dimiliki atom pusat (atom yang berada ditengah molekul).
Jika tidak memiliki pasangan elektron bebas, maka ikatan nonpolar. Contoh : CH4; CO2. Jika memilki pasangan elektron bebas, maka ikatan polar. Contoh : NH3; H2O.
Rangkuman
1. Unsur yang memiliki energi ionisasi rendah mudah melepaskan elektron, sedangkan unsur yang
memiliki afinitas elektron tinggi mudah menangkap elektron.
2. Unsur gas mulia sangat stabil karena konfigurasi elektron di kulit terluarnya telah penuh.
3. konfigurasi electron seperti gas mulia dapt dicapai oleh suatu atom dengan cara melepaskan
elektron menangkap elektron atau menggunakan elektron secara bersama. 4. Ikatan ion adalah ikatan yang terbentuk karena adanya serah terima elektron.
5. Ikatan kovalen adalah ikatan kimia yang melibatkan penggunaan bersama pasangan electron.
6. Ikatan kovalen meliputi ikatan kovalen tunggal, ikatan kovalen rangkap dua, ikatan kovalen
rangkap tiga dan ikatan kovalen koordinasi.
7. Ukuran kepolaran dinyatakan dengan momendipol (μ).
8. Pada ikatan logam, semua logam dapat dibayangkan sebagai ion-ion positif yang diselimuti awan
Tugas Kelompok
Kegiatan 5.1. Menentukan Kestabilan Unsur-Unsur
Untuk mencapai kestabilan, suatu atom dapat melepaskan elektron valensinya atau
menerima elektron sesuai dengan sifat periodiknya dan membentuk ion poisitif atau
ion negatif.
Lengkapi tabel berikut.
Lamba ng Unsur Konfigurasi Elektron Sifat Periodik (besar/kecil ) Jumlah Elektron Ion yang Dibentuk (stabil) EI KN Diterim a Dilepask an 3Li 4Be 8O 9F 11Na 12Mg 16S 17Cl 2. 1 … … … … … … … Kecil … … … … … … … Kecil … … … … … … … -… … … … … … … 1 … … … … … … … Li+ … … … … … … … Keterangan : EI = energi ionisasi KN = Keelektronegatifan Kegiatan 5.2. Pembentukan Ikatan Ion Lengkapilah tabel di bawah ini.
Soal Penyelesaian 1. Buatlah diagram pembentukan ikatan ion pada senyawa KF 2. Buatlah diagram pembentukan Ikatan pada senyawa Na2O 3. Di dalam sistem periodik, ikatan ion pada umumnya mudah terjadi dari unsur pada golongan berapa? ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… Kegiatan 5.3. Pembentukan ikatan kovalen
Gambarkan pembentukan ikatan kovalen pada senyawa berikut dan tulis rumus Lewisnya. F2 F F Br2 Br Br HF H F HBr H Br CH4 H H C H H CCl4 Cl Cl C Cl Cl NH3 H N H H C2H5OH H H H C C O H H H SO3 O O S O H2SO4 O H O S O H O O3 O O O HNO3 O H O N O
Kegiatan 5.4. Kepolaran Senyawa Kovalen Cara Kerja :
1. Sediakan buret atau pipet tetes panjang. Isi dengan air, HCl. Dan CCl4.
Buat muatan listrik pada penggaris plastik.
2. Keluarkan zat dari buret atau pipet tetes lalu dekatkan pada penggaris
yang sudah bermuatan seperti pada gambar disamping. 3. Amati apa yang terjadi.
Zat Hasil Pengamatan Air ……… ……… ……… ……… HCl ……… ……… ……… ……… CCl4 ……… ……… ……… ………
Catatan :CCl4 dapat diganti dengan minyak tanah.
Pertanyaan : 1. Apakah ada pengaruh dari muatan listrik pada zat-zat tersebut? 2. Dari percobaan di atas buatlah kesimpulan dari kepolaran senyawa!
Latihan : Berikan contoh ikatan kovalen nonpolar dan ikatan kovalen polar, masukkan pada tabel berikut.
Ikatan Kovalen Nonpolar Ikatan Kovalen Polar Rumus Molekul Rumus Lewis MolekulRumus Rumus Lewis Kegiatan 5.5. Ikatan Logam Diamati dari sifat-sifatnya, atom-atom logam pun berikatan satu sama laindi dalam kristal logamnya. Bagaimana atom-atom pada logam dapat berikatan? Untuk mempelajarinya lakukan kegiatan-kegiatan berikut! 1. Tuliskan beberapa logam dan keguanaannya dalam kehidupan sehari-hari!
No Nama Logam Kegunaan Alasan Penggunaan Logam 1 2 3 4 5
2. Tuliskan sifat-sifat logam!
a.
b.
c.
d.
e.
3. Atom-atom logam berikatan dengan membentuk “lautan electron”. Gambarkan terjadinya ikatan logam tersebut. 4. Jelaskan pengertian ikatan logam!
---Kegiatan 5.6. Jenis Ikatan pada Suatu Zat Untuk mengingat kembali materi ikatan kimia, jawablah pertanyaan ini! Perhatikan zat-zat yang terdapat pada gelas kimia di bawah ini! Tentukan ikatan kimia yang terdapat pada senyawa di dalam gelas kimia pada gambar di atas!
Rumus Jenis Ikatan
Soal-Soal Latihan Soal Essay
1. Tulislah rumus Lewis untuk unsur-unsur berikut : Na, Ca, Al, C, P, S, Cl dan Ar. Bagaimana cara
yang paling mungkin ditempuh oleh masing-masing unsur tersebut untuk mencapai konfigurasi
oktet? Jelaskan!
2. Tuliskan jenis ikatan serta rumus senyawa yang terjadi dari : a. 15A dan 17B
b. 11C dan 17D c. 14E dan 9F d. 12G dan16H
3. Kelompokkan senyawa-senyawa berikut dalam kelompok ionik dan kovalen!
a. HCl e. CaF2
b. SF6 f. K2O
c. CH4 g. NaBr
d. CCl4 h. H2SO4
4. Ramalkan jumlah ikatan dan jenis ikatan yang terjadi serta lukiskan rumus Lewis dari : a. HCl
b. H2CO3
c. HNO3
d. H2SO4
e. H3PO4
5. Unsur X mempunyai massa atom 40 dan inti atomnya mengandung 20 neutron. Inti atom unsur Y
mengandung 17 proton dan 19 neutron. Tentukan : a. Konfigurasi electron masing-masing unsur. b. Elektron valensi X dan Y.
c. Golongan dan periodenya di dalam SPU. d. Jenis ikatan dan rumus senyawa yang terjadi. e. Massa molekul relatif senyawa itu.
Soal Pilihan Ganda 1.